Jednotný pohyb
S= v* t
S – dráha, vzdialenosť [m] (meter)
v - rýchlosť [m/s] (meter za sekundu)
t – čas [s] (sekunda)
Vzorec na konverziu rýchlosti:
x km/h= font-family:Arial">m/s
priemerná rýchlosť
vstreda= EN-US style="font-family:Arial">s V – všetky cesta
t in – Všetkyčas
Hustota hmoty
ρ= EN-US style="font-family:Arial"">ρ- hustota
m – hmotnosť [kg] (kilogram)
V – objem [m3] (kubický meter)
Gravitácia, hmotnosť a reakčná sila zeme
Gravitácia– gravitačná sila smerom k Zemi. Pripevnené k telu. Nasmerované do stredu Zeme.
Hmotnosť- sila, ktorou telo tlačí na podperu alebo napína záves. Pripevnené k telu. Smeruje kolmo na podperu a rovnobežne so závesom smerom nadol.
Pozemná reakčná sila - sila, ktorou podpera alebo záves odoláva tlaku alebo ťahu. Pripevnené k podpere alebo zaveseniu. Smerované kolmo na podperu alebo rovnobežne so závesom nahor.
FT= m*g; P=m*g*cosa; N=m*g*cosa
F t – gravitácia [N] (Newton)
P – hmotnosť [N]
N – sila reakcie zeme [N]
m – hmotnosť [kg] (kilogram)
α – uhol medzi rovinou horizontu a rovinou podpery [º, rad] (stupeň, radián)
g≈9,8 m/s2
Elastická sila (Hookeov zákon)
Fovládanie= k* X
F ovládanie - elastická sila [N] (Newton)
k – koeficient tuhosti [N/m] (Newton na meter)
X – predĺženie/stlačenie pružiny [m] (meter)
Mechanická práca
A=F*l*cosα
A – práca [J] (Joule)
F – sila [N] (Newton)
l - vzdialenosť, na ktorú sila pôsobí [m] (meter)
α – uhol medzi smerom sily a smerom pohybu [º, rad] (stupeň, radián)
Špeciálne prípady:
1)α=0, t.j. smer sily sa zhoduje so smerom pohybu
A = F*l;
2) α = π /2=90º, t.j. smer sily je kolmý na smer pohybu
A = 0;
3) α = π =180°, t.j. smer sily je opačný ako smer pohybu
A=- F* l;
Moc
N= EN-US" style="font-family:Arial">N– výkon [W] (Watt)
A – práca [J] (Joule)
t – čas [s] (sekunda)
Tlak v kvapalinách a pevných látkach
P= font-family:Arial">; P= ρ * g* h
P – tlak [Pa] (Pascal)
F – tlaková sila [N] (Newton)
s – základná plocha [m2] (meter štvorcový)
ρ – hustota materiálu/kvapaliny[kg/m3] (kilogram na meter kubický)
g – gravitačné zrýchlenie [m/s2] (meter za sekundu na druhú)
h – výška stĺpca objektu/kvapaliny [m] (meter)
Archimedova sila
Archimedova sila- sila, ktorou má kvapalina alebo plyn tendenciu vytláčať teleso v nej ponorené.
FArch= ρ a* VPogr* g
F Arch – Archimedova sila [N] (Newton)
ρ - hustota kvapalina/plyn [kg/m3] (kilogram na meter kubický)
V ponorenie - objem ponorená časť teleso [m3] (kubický meter)
g – gravitačné zrýchlenie [m/s2] (meter za sekundu na druhú)
Plávajúci stav telies:
ρ a≥ρ T
ρ t - hustota materiálu tela[kg/m3] (kilogram na meter kubický)
Pravidlo pákového efektu
F1 * l1 = F2 * l2 (vyváženie páky)
F 1.2 – sila pôsobiaca na páku [N] (Newton)
l 1.2 – dĺžka ramena páky zodpovedajúcej sily [m] (meter)
Pravidlo okamihov
M= F* l
M – moment sily [N*m] (Newtonmeter)
F – sila [N] (Newton)
l – dĺžka (páky) [m] (meter)
M1=M2(rovnováha)
Trecia sila
Ftr=µ* N
F tr – trecia sila [N] (Newton)
µ - koeficient trenia[ , %]
N – sila reakcie zeme [N] (Newton)
Energia tela
Epríbuzný= font-family:Arial">; EP= m* g* h
E príbuzný – kinetická energia [J] (Joule)
m – telesná hmotnosť [kg] (kilogram)
v - rýchlosť tela [m/s] (meter za sekundu)
Ep – potenciálna energia[J] (Joule)
g – gravitačné zrýchlenie [m/s2] (meter za sekundu na druhú)
h – výška nad zemou [m] (meter)
Zákon zachovania energie: Energia nikam nemizne a odnikiaľ sa neobjavuje, iba prechádza z jednej formy do druhej.
Je potrebné poznať miesto pôsobenia a smer každej sily. Dôležité je vedieť určiť, ktoré sily pôsobia na teleso a akým smerom. Sila je označená ako , meraná v Newtonoch. Aby sa rozlíšili sily, sú označené nasledovne
Nižšie sú uvedené hlavné sily pôsobiace v prírode. Pri riešení problémov je nemožné vymyslieť sily, ktoré neexistujú!
V prírode je veľa síl. Tu uvažujeme o silách, ktoré sa berú do úvahy v školskom kurze fyziky pri štúdiu dynamiky. Spomínajú sa aj ďalšie sily, o ktorých bude reč v ďalších častiach.
Gravitácia
Každé teleso na planéte je ovplyvnené zemskou gravitáciou. Sila, ktorou Zem priťahuje každé teleso, je určená vzorcom
Miesto aplikácie je v ťažisku tela. Gravitácia smerujú vždy kolmo nadol.
Trecia sila
Zoznámime sa so silou trenia. Táto sila vzniká pri pohybe telies a pri kontakte dvoch povrchov. Sila vzniká, pretože povrchy pri pohľade pod mikroskopom nie sú také hladké, ako sa zdajú. Trecia sila je určená vzorcom:
Sila pôsobí v mieste dotyku dvoch povrchov. Nasmerované v smere opačnom k pohybu.
Pozemná reakčná sila
Predstavme si veľmi ťažký predmet ležiaci na stole. Stôl sa pod váhou predmetu prehne. Ale podľa tretieho Newtonovho zákona pôsobí stôl na predmet presne rovnakou silou ako predmet na stole. Sila smeruje opačne ako sila, ktorou predmet tlačí na stôl. Teda hore. Táto sila sa nazýva pozemná reakcia. Názov sily „hovorí“ podpora reaguje. Táto sila vzniká vždy, keď dôjde k nárazu na podperu. Povaha jeho výskytu na molekulárnej úrovni. Zdá sa, že objekt deformuje zvyčajnú polohu a spojenia molekúl (vo vnútri stola), tie sa zase snažia vrátiť do pôvodného stavu, „odolať“.
Absolútne akékoľvek telo, dokonca aj veľmi ľahké (napríklad ceruzka ležiaca na stole), deformuje podperu na mikroúrovni. Preto dochádza k pozemnej reakcii.
Neexistuje žiadny špeciálny vzorec na nájdenie tejto sily. Označuje sa písmenom , ale táto sila je jednoducho samostatný typ elastickej sily, takže ju možno označiť aj ako
Sila pôsobí v mieste dotyku predmetu s podperou. Nasmerované kolmo na podperu.
Keďže telo je znázornené ako hmotný bod, sila môže byť reprezentovaná zo stredu
Elastická sila
Táto sila vzniká v dôsledku deformácie (zmeny počiatočného stavu látky). Napríklad, keď natiahneme pružinu, zväčšíme vzdialenosť medzi molekulami materiálu pružiny. Keď stlačíme pružinu, znížime ju. Keď krútime alebo posúvame. Vo všetkých týchto príkladoch vzniká sila, ktorá zabraňuje deformácii - elastická sila.
Hookov zákon
Elastická sila smeruje opačne k deformácii.
Keďže telo je znázornené ako hmotný bod, sila môže byť reprezentovaná zo stredu
Pri sériovom pripájaní pružín sa napríklad tuhosť vypočíta pomocou vzorca
Pri paralelnom zapojení tuhosť
Ukážková tuhosť. Youngov modul.
Youngov modul charakterizuje elastické vlastnosti látky. Toto je konštantná hodnota, ktorá závisí len od materiálu a jeho fyzikálneho stavu. Charakterizuje schopnosť materiálu odolávať deformácii v ťahu alebo tlaku. Hodnota Youngovho modulu je tabuľková.
Prečítajte si viac o vlastnostiach pevných látok.
Telesná hmotnosť
Telesná hmotnosť je sila, ktorou predmet pôsobí na podperu. Hovoríte si, toto je sila gravitácie! Zmätok nastáva v nasledujúcom: skutočne často sa hmotnosť telesa rovná sile gravitácie, ale tieto sily sú úplne odlišné. Gravitácia je sila, ktorá vzniká v dôsledku interakcie so Zemou. Hmotnosť je výsledkom interakcie s podporou. Sila gravitácie pôsobí v ťažisku predmetu, pričom hmotnosť je sila, ktorá pôsobí na podperu (nie na predmet)!
Neexistuje žiadny vzorec na určenie hmotnosti. Táto sila je označená písmenom.
Reakčná sila podpery alebo elastická sila vzniká v reakcii na náraz predmetu na zavesenie alebo podperu, preto je hmotnosť tela vždy číselne rovnaká ako elastická sila, ale má opačný smer.
Sila reakcie podpory a hmotnosť sú sily rovnakej povahy; podľa tretieho Newtonovho zákona sú rovnaké a opačne smerované. Hmotnosť je sila, ktorá pôsobí na podperu, nie na telo. Na teleso pôsobí gravitačná sila.
Telesná hmotnosť sa nemusí rovnať gravitácii. Môže to byť viac alebo menej, alebo sa môže stať, že hmotnosť je nulová. Tento stav sa nazýva stav beztiaže. Stav beztiaže je stav, keď objekt neinteraguje s podperou, napríklad stav letu: existuje gravitácia, ale hmotnosť je nulová!
Je možné určiť smer zrýchlenia, ak určíte, kam smeruje výsledná sila
Upozorňujeme, že hmotnosť je sila, meraná v Newtonoch. Ako správne odpovedať na otázku: „Koľko vážite“? Odpovedáme 50 kg, pričom neuvádzame našu hmotnosť, ale našu hmotnosť! V tomto príklade sa naša hmotnosť rovná gravitácii, teda približne 500N!
Preťaženie- pomer hmotnosti a gravitácie
Archimedova sila
Sila vzniká v dôsledku interakcie telesa s kvapalinou (plynom), keď je ponorené do kvapaliny (alebo plynu). Táto sila vytláča telo z vody (plynu). Preto smeruje kolmo nahor (tlačí). Určené podľa vzorca:
Vo vzduchu zanedbávame silu Archimeda.
Ak sa Archimedova sila rovná sile gravitácie, teleso sa vznáša. Ak je Archimedova sila väčšia, potom stúpa na povrch kvapaliny, ak je menšia, klesá.
Elektrické sily
Existujú sily elektrického pôvodu. Vyskytuje sa v prítomnosti elektrického náboja. Tieto sily, ako je Coulombova sila, Ampérova sila, Lorentzova sila, sú podrobne diskutované v časti Elektrina.
Schematické označenie síl pôsobiacich na teleso
Teleso je často modelované ako hmotný bod. Preto sa v diagramoch rôzne body aplikácie prenášajú do jedného bodu - do stredu a telo je schematicky znázornené ako kruh alebo obdĺžnik.
Na správne označenie síl je potrebné uviesť všetky telesá, s ktorými skúmané teleso interaguje. Zistite, čo sa stane v dôsledku interakcie s každým: trenie, deformácia, príťažlivosť alebo možno odpudzovanie. Určte druh sily a správne uveďte smer. Pozor! Množstvo síl sa bude zhodovať s počtom telies, s ktorými dochádza k interakcii.
Hlavná vec na zapamätanie
1) Sily a ich povaha;
2) Smer síl;
3) Byť schopný identifikovať pôsobiace sily
Existuje vonkajšie (suché) a vnútorné (viskózne) trenie. Vonkajšie trenie vzniká medzi kontaktnými pevnými povrchmi, vnútorné trenie medzi vrstvami kvapaliny alebo plynu pri ich relatívnom pohybe. Existujú tri typy vonkajšieho trenia: statické trenie, klzné trenie a valivé trenie.
Valivé trenie je určené vzorcom
Odporová sila vzniká, keď sa teleso pohybuje v kvapaline alebo plyne. Veľkosť odporovej sily závisí od veľkosti a tvaru telesa, rýchlosti jeho pohybu a vlastností kvapaliny alebo plynu. Pri nízkych rýchlostiach pohybu je odporová sila úmerná rýchlosti tela
Pri vysokých rýchlostiach je úmerná druhej mocnine rýchlosti
Uvažujme o vzájomnej príťažlivosti objektu a Zeme. Medzi nimi podľa zákona gravitácie vzniká sila 
Teraz porovnajme gravitačný zákon a gravitáciu 
Veľkosť gravitačného zrýchlenia závisí od hmotnosti Zeme a jej polomeru! Je teda možné vypočítať, s akým zrýchlením budú padať objekty na Mesiaci alebo na akejkoľvek inej planéte, pomocou hmotnosti a polomeru tejto planéty.
Vzdialenosť od stredu Zeme k pólom je menšia ako k rovníku. Preto je gravitačné zrýchlenie na rovníku o niečo menšie ako na póloch. Zároveň je potrebné poznamenať, že hlavným dôvodom závislosti gravitačného zrýchlenia od zemepisnej šírky oblasti je skutočnosť, že Zem sa otáča okolo svojej osi.
Keď sa vzďaľujeme od zemského povrchu, gravitačná sila a gravitačné zrýchlenie sa menia nepriamo úmerne k druhej mocnine vzdialenosti od stredu Zeme.
Kameň položíme na vodorovné veko stola stojaceho na Zemi (obr. 104). Pretože zrýchlenie kameňa vzhľadom na Zem sa rovná guľke, potom podľa druhého Newtonovho zákona je súčet síl, ktoré naň pôsobia, nulový. V dôsledku toho musí byť vplyv gravitácie m · g na kameň kompenzovaný niektorými inými silami. Je zrejmé, že pod vplyvom kameňa sa doska stola deformuje. Zo strany stola preto na kameň pôsobí elastická sila. Ak predpokladáme, že kameň interaguje iba so Zemou a doskou stola, potom by elastická sila mala vyrovnávať silu gravitácie: F kontrola = -m · g. Táto elastická sila sa nazýva pozemná reakčná sila a označujú sa latinským písmenom N. Keďže gravitačné zrýchlenie smeruje kolmo nadol, sila N smeruje kolmo nahor – kolmo na povrch dosky stola.
Keďže doska stola pôsobí na kameň, potom podľa tretieho Newtonovho zákona kameň pôsobí aj na dosku stola silou P = -N (obr. 105). Táto sila sa nazýva hmotnosť.
Hmotnosť telesa je sila, ktorou toto teleso pôsobí na záves alebo podperu, zatiaľ čo je stacionárne vzhľadom na zavesenie alebo podperu.
Je zrejmé, že v uvažovanom prípade sa hmotnosť kameňa rovná gravitačnej sile: P = m · g. To bude platiť pre každé teleso spočívajúce na závese (podpere) vzhľadom na Zem (obr. 106). Je zrejmé, že v tomto prípade je závesný bod (alebo podpera) nehybný vzhľadom na Zem.
Pre teleso spočívajúce na závese (podpere), ktorý je nehybný voči Zemi, sa hmotnosť telesa rovná sile gravitácie.
Hmotnosť telesa sa bude rovnať aj gravitačnej sile pôsobiacej na teleso, ak sa teleso a záves (podpora) vzhľadom na Zem pohybujú rovnomerne v priamke.
Ak sa teleso a záves (podpora) pohybujú vzhľadom na Zem so zrýchlením tak, že teleso zostane voči závesu (podpore) nehybné, potom sa hmotnosť telesa nebude rovnať gravitačnej sile.
Pozrime sa na príklad. Na podlahe výťahu nech leží teleso s hmotnosťou m, ktorého zrýchlenie a smeruje kolmo nahor (obr. 107). Budeme predpokladať, že na teleso pôsobí iba gravitačná sila m g a reakčná sila podlahy N. (Hmotnosť telesa nepôsobí na teleso, ale na podperu - podlahu výťahu.) V referenčnom rámci stacionárne vzhľadom na Zem sa teleso na podlahe výťahu pohybuje s výťahom so zrýchlením a. Podľa druhého Newtonovho zákona sa súčin hmotnosti tela a zrýchlenia rovná súčtu všetkých síl pôsobiacich na teleso. Preto: m · a = N - m · g.
Preto N = m · a + m · g = m · (g + a). To znamená, že ak má výťah zrýchlenie nasmerované zvisle nahor, potom modul reakčnej sily podlahy N bude väčší ako modul gravitácie. V skutočnosti musí reakčná sila podlahy nielen kompenzovať účinok gravitácie, ale tiež musí poskytnúť telu zrýchlenie v kladnom smere osi X.
Sila N je sila, ktorou podlaha výťahu pôsobí na teleso. Podľa tretieho Newtonovho zákona pôsobí teleso na podlahu silou P, ktorej modul sa rovná modulu N, ale sila P smeruje opačným smerom. Táto sila je hmotnosťou tela v pohybujúcom sa výťahu. Modul tejto sily je P = N = m (g + a). teda vo výťahu pohybujúcom sa zrýchlením nahor vzhľadom na Zem je modul hmotnosti tela väčší ako modul gravitácie.
Tento jav sa nazýva preťaženie.
Napríklad, nech zrýchlenie a výťahu smeruje kolmo nahor a jeho hodnota sa rovná g, t.j. a = g. V tomto prípade bude modul hmotnosti telesa - sila pôsobiaca na podlahu výťahu - rovný P = m (g + a) = m (g + g) = 2m g. To znamená, že hmotnosť telesa bude dvakrát väčšia ako vo výťahu, ktorý je v pokoji vzhľadom na Zem alebo sa pohybuje rovnomerne v priamom smere.
Pre teleso na závese (alebo podpere), ktoré sa pohybuje so zrýchlením vzhľadom na Zem nasmerovaným zvisle nahor, je hmotnosť telesa väčšia ako sila gravitácie.
Pomer hmotnosti telesa vo výťahu, ktorý sa pohybuje so zrýchlením vzhľadom na Zem, k hmotnosti toho istého telesa vo výťahu v pokoji alebo rovnomerne sa pohybujúce v priamke sa nazýva vyťaženosť alebo stručnejšie, preťaženie.
Koeficient preťaženia (preťaženie) - pomer hmotnosti tela pri preťažení k sile gravitácie pôsobiacej na telo.
Vo vyššie uvažovanom prípade sa preťaženie rovná 2. Je zrejmé, že ak by zrýchlenie výťahu smerovalo nahor a jeho hodnota sa rovnala a = 2g, potom by sa koeficient preťaženia rovnal 3.
Teraz si predstavte, že teleso s hmotnosťou m leží na podlahe výťahu, ktorého zrýchlenie a vzhľadom k Zemi smeruje zvisle nadol (oproti osi X). Ak je modul zrýchlenia výťahu a menší ako modul gravitačného zrýchlenia, potom reakčná sila podlahy výťahu bude stále smerovať nahor, v kladnom smere osi X, a jeho modul sa bude rovnať N = m (g - a) . V dôsledku toho sa modul hmotnosti tela bude rovnať P = N = m (g - a), t.j. bude menší ako modul gravitácie. Teleso teda bude tlačiť na podlahu výťahu silou, ktorej modul je menší ako modul gravitácie.
Tento pocit pozná každý, kto sa viezol vysokorýchlostným výťahom alebo sa hojdal na veľkej hojdačke. Keď sa pohybujete zhora nadol, cítite, že váš tlak na podperu klesá. Ak je zrýchlenie podpery kladné (výškovka a hojdačka začnú stúpať), ste pritlačení k podpere silnejšie.
Ak zrýchlenie výťahu vzhľadom na Zem smeruje nadol a má rovnakú veľkosť ako zrýchlenie voľného pádu (výťah padá voľne), potom sa reakčná sila podlahy bude rovnať nule: N = m (g - a) = m (g - g) = 0. B V tomto prípade podlaha výťahu prestane vyvíjať tlak na telo, ktoré na nej leží. V dôsledku toho, podľa tretieho Newtonovho zákona, telo nebude vyvíjať tlak na podlahu výťahu, takže bude voľný pád spolu s výťahom. Telesná hmotnosť bude nulová. Tento stav sa nazýva stav beztiaže.
Stav, v ktorom je hmotnosť tela nulová, sa nazýva stav beztiaže.
Nakoniec, ak zrýchlenie výťahu smerom k Zemi bude väčšie ako zrýchlenie gravitácie, telo bude pritlačené k stropu výťahu. V tomto prípade telesná hmotnosť zmení svoj smer. Stav beztiaže zmizne. Dá sa to ľahko overiť, ak prudko stiahnete nádobu s predmetom v nej, pričom vrch nádoby zakryjete dlaňou, ako je znázornené na obr. 108.
Výsledky
Hmotnosť telesa je sila, ktorou toto teleso pôsobí na podložku alebo podperu, zatiaľ čo je stacionárne vzhľadom na zavesenie alebo podperu.
Hmotnosť telesa vo výťahu, ktorý sa pohybuje so zrýchlením smerom nahor vzhľadom na Zem, má modul väčší ako modul gravitácie. Tento jav sa nazýva preťaženie.
Koeficient preťaženia (preťaženie) - pomer hmotnosti tela pri preťažení k sile gravitácie pôsobiacej na toto teleso.
Ak je telesná hmotnosť nulová, potom sa tento stav nazýva stav beztiaže.
Otázky
- Aká sila sa nazýva pozemná reakčná sila? Ako sa nazýva telesná hmotnosť?
- Na čo sa vzťahuje hmotnosť tela?
- Uveďte príklady, keď telesná hmotnosť: a) sa rovná gravitácii; b) rovná nule; c) väčšia gravitácia; d) menšia gravitácia.
- Čo sa nazýva preťaženie?
- Aký stav sa nazýva stav beztiaže?
Cvičenia
- Žiak siedmeho ročníka Sergei stojí na váhe v kúpeľni vo svojej izbe. Ihla nástroja je umiestnená oproti značke 50 kg. Určte modul Sergeiovej hmotnosti. Odpovedzte na ďalšie tri otázky o tejto sile.
- Nájdite preťaženie, ktoré zažíva astronaut, ktorý je v rakete stúpajúcej vertikálne so zrýchlením a = 3g.
- Akou silou pôsobí astronaut s hmotnosťou m = 100 kg na raketu uvedenú v cvičení 2? Ako sa volá táto sila?
- Nájdite hmotnosť astronauta s hmotnosťou m = 100 kg v rakete, ktorá: a) stojí nehybne na odpaľovacej rakete; b) stúpa so zrýchlením a = 4g, smeruje kolmo nahor.
- Určte veľkosť síl pôsobiacich na závažie s hmotnosťou m = 2 kg, ktoré nehybne visí na ľahkom vlákne pripevnenom na strope miestnosti. Aké sú moduly pružnej sily pôsobiacej na stranu závitu: a) na závažie; b) na strope? Aká je hmotnosť závažia? Pokyny: Na zodpovedanie otázok použite Newtonove zákony.
- Nájdite hmotnosť bremena s hmotnosťou m = 5 kg zaveseného na závite zo stropu vysokorýchlostného výťahu, ak: a) výťah stúpa rovnomerne; b) výťah klesá rovnomerne; c) výťah stúpajúci nahor rýchlosťou v = 2 m/s začal brzdiť so zrýchlením a = 2 m/s2; d) výťah idúci dole rýchlosťou v = 2 m/s začal brzdiť so zrýchlením a = 2 m/s 2 ; e) výťah sa začal pohybovať nahor so zrýchlením a = 2 m/s2; e) výťah sa začal pohybovať dole so zrýchlením a = 2 m/s 2.
Metódy stanovenie podporných reakcií sa študujú v kurze teoretickej mechaniky. Zostaňme len pri praktických otázkach spôsobu výpočtu podporných reakcií, najmä pre jednoducho podopretý nosník s konzolou (obr. 7.4).
Musíme nájsť reakcie: , a . Smery reakcií sú zvolené ľubovoľne. Nasmerujme vertikálne reakcie nahor a horizontálne reakcie doľava.
Nájdenie a kontrola reakcií podpory v sklopnej podpere
Na výpočet hodnôt podporných reakcií zostavujeme statické rovnice:
Súčet priemetov všetkých síl (aktívnych a reaktívnych) na osz je nula: .
Keďže na nosník pôsobia iba vertikálne zaťaženia (kolmé na os nosníka), potom z tejto rovnice zistíme: horizontálnu nehybnú reakciu.
Súčet momentov všetkých síl vo vzťahu k podpore A sa rovná nule:.
Pre moment sily: moment sily považujeme za kladný, ak otáča lúčom voči bodu proti smeru hodinových ručičiek.
Je potrebné nájsť distribuovanú výslednicu. Rozložené lineárne zaťaženie sa rovná ploche rozloženého zaťaženia a je aplikované v tomto diagrame (v strede úseku dĺžky).
Súčet momentov všetkých síl vo vzťahu k podpore B sa rovná nule:.
Znamienko mínus ako výsledok hovorí: predbežný smer reakcie zeme bol zvolený nesprávne. Smer tejto podpornej reakcie zmeníme na opačný (viď obr. 7.4) a zabudneme na znamienko mínus.
Kontrola reakcií podpory
Súčet priemetov všetkých síl na osrmusí sa rovnať nule: .
Sily, ktorých smer sa zhoduje s kladným smerom osi y, sa na ňu premietajú so znamienkom plus.
Reakčná sila podporuje sa vzťahuje na elastické sily a je vždy smerovaný kolmo na povrch. Odoláva akejkoľvek sile, ktorá spôsobuje pohyb tela kolmo na podperu. Aby ste to mohli vypočítať, musíte identifikovať a zistiť číselnú hodnotu všetkých síl, ktoré pôsobia na telo stojace na podpere.
Budete potrebovať
- - váhy;
- - rýchlomer alebo radar;
- - goniometer.
Inštrukcie
- Stanovte telesnú hmotnosť pomocou váh alebo akejkoľvek inej metódy. Ak je teleso na vodorovnej ploche (a nezáleží na tom, či sa pohybuje alebo je v pokoji), potom sa reakčná sila podpory rovná sile gravitácie pôsobiacej na teleso. Aby ste to mohli vypočítať, vynásobte hmotnosť tela gravitačným zrýchlením, ktoré sa rovná 9,81 m/s² N=m g.
- Keď sa teleso pohybuje pozdĺž naklonenej roviny nasmerovanej pod uhlom k horizontále, reakčná sila zeme je v uhle k sile gravitácie. Zároveň kompenzuje len tú zložku gravitácie, ktorá pôsobí kolmo na naklonenú rovinu. Na výpočet reakčnej sily podpery použite uhlomer na meranie uhla, v ktorom je rovina umiestnená k horizontále. Vypočítajte sila podporné reakcie, vynásobenie hmotnosti tela tiažovým zrýchlením a kosínusom uhla, pod ktorým sa rovina nachádza k horizontu N=m g Cos(α).
- Ak sa teleso pohybuje po povrchu, ktorý je súčasťou kruhu s polomerom R, napríklad most, kopček, potom sila podpery zohľadňuje silu pôsobiacu v smere od stredu kruhu s zrýchlenie rovné dostredivému, pôsobiace na teleso. Ak chcete vypočítať reakčnú silu podpery v hornom bode, odčítajte pomer druhej mocniny rýchlosti k polomeru zakrivenia trajektórie od gravitačného zrýchlenia.
- Výsledné číslo vynásobte hmotnosťou pohybujúceho sa telesa N=m (g-v²/R). Rýchlosť by sa mala merať v metroch za sekundu a polomer v metroch. Pri určitej rýchlosti sa hodnota zrýchlenia smerujúceho zo stredu kruhu môže rovnať alebo dokonca prekročiť gravitačné zrýchlenie, v tomto bode zmizne priľnavosť tela k povrchu, preto napríklad motoristi musia jasne kontrolovať rýchlosť na takýchto úsekoch cesty.
- Ak je zakrivenie nasmerované nadol a trajektória tela je konkávna, potom vypočítajte reakčnú silu podpory tak, že k zrýchleniu voľného pádu pripočítate pomer druhej mocniny rýchlosti a polomeru zakrivenia trajektórie a výsledný výsledok vynásobíte hmotnosť telesa N=m (g+v2/R).
- Ak sú známe trecie sily a koeficient trenia, vypočítajte reakčnú silu podpery vydelením trecej sily týmto koeficientom N=Ftr/μ.
